Низколегированная литейная сталь

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к низколегированной литейной стали с повышенными физико-механическими свойствами без сложной термической обработки, используемой для изготовления ответственных отливок в различных отраслях промышленности, в том числе отраслях, связанных с добычей и переработкой нефти и газа, где литые изделия работают в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, в том числе, сероводородных и в морской воде. Низколегированная литейная сталь содержит следующие компоненты, мас. %: углерод 0,11-0,13, марганец 1,7-2,1 , кремний 0,17-0,37, хром 0,8-2,5, окислы РЗМ 0,04-0,1, молибден 0,2-0,6, титан 0,3-1,5, железо - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к низколегированным литейным сталям с повышенными физико-механическими свойствами, используемым для изготовления ответственных отливок в различных отраслях промышленности, в том числе отраслях, связанных с добычей и переработкой нефти и газа, где литые изделия работают в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, в том числе сероводородных и в морской воде.

Известна сталь (а. с.СССР N 865958, кл. С 22 С 38/38, 1980) следующего состава, мас.

Углерод 0,07-0,14 Марганец 1,2-2,0 Кремний 0,2-0,6 Ванадий 0,05-0,14 Хром 0,01-0,3 Алюминий 0,01-0,06 медь 0,01-0,3 Титан 0,01-0,05 Кальций 0,001-0,018 Барий 0,001-0,01
РЗМ 0,001-0,01
Железо остальное
Недостатками данной стали являются плохие литейные характеристики и низкие прочностные свойства. Известна также низколегированная сталь (патент Великобритании N 1558731, кл. С 7 А, 1978) следующего состава, мас.

Углерод 0,05-0,2
Кремний 0,01-0,5
Марганец 0,6-2,0
Алюминий 0,01-0,1
Сера не более 0,002
РЗМ 0,08-0,03
Медь 0,2-0,6
Никель 0,1-0,6
Хром менее 0,8
Бор 0,0005- 0,005
Молибден 0,1-0,8
Ниобий 0,01-0,15
Ванадий 0,01-0,15
Цирконий: 0,01-0,1
Титан 0,01-0,1
Железо остальное
Недостатками данной стали являются низкие предел прочности, предел текучести и устойчивость к сероводородному растрескиванию.

Наиболее близкой к предлагаемой является низколегированная литейная сталь (а. с. СССР N 1117334, кл. С 22 С 38/20, С 22 С 38/38, 1984) следующего состава, мас.

Углерод 0,22-0,33
Марганец 0,9-1,7
Кремний 0,52-1,1
Хром 1,1-1,9
Медь 0,2-0,6
Алюминий 0,04-0,14
Кальций 0,002-0,02
Барий 0,002-0,02
Окислы редкоземельных металлов 0,02-0,08
Железо остальное
Недостатками данной стали является необходимость измельчения первичного и вторичного зерна, что достигается сложной и длительной термической обработкой: отжиг 860^oС, закалка 920-930^oС в масле, отпуск после закалки 620-630^oС, охлаждение на воздухе.

Целью изобретения является разработка состава низколегированной литейной стали, обладающей повышенными литейными и физико-механическими свойствами, и устойчивостью к сероводородному растрескиванию, достигаемыми без сложной термической обработки.

Для достижения поставленной цели низколегированная литейная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, окислы редкоземельных металлов, при повышенном содержании марганца дополнительно содержит молибден и титан при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,11-0,13
Марганец 1,7-2,1
Кремний 0,17-0,37
Хром 0,8-2,5
Окислы РЗМ 0,04-0,1
Молибден 0,2-0,6
Титан 0,3-1,5
Железо остальное
Упрощение термической обработки достигается за счет совместного влияния марганца и молибдена, повышающих устойчивость аустенита, при этом фазовые превращения происходят при скоростях охлаждения типичных для нормализации, при определенной температуре из кристаллического интервала температур. А введение в состав стали титана уменьшает при этом величину первичного зерна, т. к. он образует устойчивую карбонитридную фазу, которая в свое очередь, способствует диспергированию первичной структуры. Нижние пределы содержания в стали марганца, молибдена и титана взяты с учетом эффективности их воздействия. Верхние пределы содержания в стали марганца, молибдена и титана из соображений технико-экономической целесообразности и предотвращения выделения избыточных титансодержащих фаз.

Пример. Сталь выплавляли в полупромышленной индукционной печи емкостью 160 кг с основной футеровкой. Сталь подвергали термической обработке (нормализации) по следующему режиму: нагрев до 750-780^oС и охлаждение на воздухе. Образцы, вырезанные из брусков стали, подвергают испытаниям на прочность, пластичность, ударную вязкость и коррозионное растрескивание в сероводородной среде, вызывающей наводороживание стали. В табл.1 приведены составы предлагаемой стали, в табл.2 их свойства. Экономическая эффективность достигается за счет снижения трудоемкости термообработки.

Формула изобретения

Низколегированная литейная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, окислы редкоземельных металлов, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит молибден и титан при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,11-0,13
Марганец 1,7-2,1
Кремний 0,17-0,37
Хром 0,8-2,5
Окислы редкоземельных металлов 0,04-0,1
Молибден 0,2-0,6
Титан 0,3-1,5
Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1